2-3zadach

Занятие № 2.

Условие задачи и состав исходных данных для решения практической задачи.

Требуется определить глубину сезонного оттаивания слоистого основания до возведения насыпи при исходных данных, приведенным в рамках практического занятия № 1:

1.Район проектирования – г. Якутск.

2.Геологическое строение основания:

Все грунты – незасоленные.

Температура грунта на глубине 10 м от поверхности составляет (-8,5) град.

Порядок решения задачи.

В случае, когда грунты основания представлены двумя-тремя слоями, а их физические и теплофизические свойства которых существенно различаются, нормативная глубина сезонного оттаивания определяется по следующим формулам:

при двух слоях:

при трех слоях:

где1 и 2 – толщины первого (верхнего) и второго слоев, м;

, −1, , −2, , −3 – нормативные глубины сезонного оттаивания в случаях однородного сложения площадки грунтами соответственно первого,

второго и третьего слоев, определяемые по методике, приведенной в материалах к практическому занятию № 1 или по картам. По картам рекомендуется выполнять расчеты на этапе предпроектных проработок (обоснование инвестиций в строительство, когда еще нет достоверных и полных результатов инженерных изысканий). На данном занятии рассматривается и тот и другой вариант определения нормативной глубины сезонного оттаивания грунтов основания.

С учетом определения для города Якутска глубин сезонного оттаивания определим по вышеприведенным формулам глубину сезонного оттаивания слоистого основания.

Конструкция трехслойная. Из условий задачи следует, что первый слой представлен торфом, мощностью 0,25 м, второй суглинком мощностью 1,35 м, далее залегает до глубины 5,0 м мелкий песок. Тогда:

1 = 0,25 м

2 = 1,35 м

Ранее определили нормативные глубины сезонного оттаивания для трех разновидностей грунтов, слагающих основание будущей насыпи. Тогда:

для торфа:

, −1 = 1,38 м

для суглинка:

, −2 = 2,48 м

для мелкого песка:

, −3 = 3,18 м

2

Расчетная глубина сезонного оттаивания грунтов основания вычисляется по формуле:

= ∙ ,

где - коэффициент теплового влияния сооружения, принимается при проектировании земляного полотна равным 1,0.

Тогда

= 2,47 м

Решим аналогичную задачу, используя карты глубин оттаивания грунтов. Карты для песчаных грунтов, глинистых грунтов, песчаных грунтов, подстилаемых глинистыми и заторфованных грунтов приведены на рис. 2.1 –

2.4.

Для торфа, залегающего с поверхности, по рис. 2.1 находим глубину сезонного оттаивания, , −1 для района г. Якутска:

, −1 = 0,75 м

Для суглинка, подстилающего торф, по карте рис. 2.2 найдем глубину сезонного оттаивания равную 2,1 м. Пользуясь графиком, приведенным в левом нижнем углу на рис. 2.2 введем к данной глубине поправочный коэффициент на влажность суглинка, который для нашего случая (35%) составит 0,88. Тогда будем иметь:

, −2 = 0,88 ∙ 2,10 = 1,85 м

Для мелкого песка, подстилающего суглинок, по карте рис. 2.3 найдем глубину сезонного оттаивания равную 3,1 м. Пользуясь графиком, приведенным в левом нижнем углу на рис. 2.3 введем к данной глубине поправочный коэффициент на влажность песка, который для нашего случая (8%) составит практически 1,1. Тогда будем иметь:

, −3 = 1,1 ∙ 3,10 = 3,41 м

3

Как видно из результатов расчета расхождение составляет 44 %, что доказывает необходимость уточнения глубины сезонного оттаивания на стадии разработки проектной документации.

4

Рис. 2.1 Изолинии глубин сезонного оттаивания заторфованных грунтов

5

Рис. 2.2 Изолинии глубин сезонного оттаивания глинистых грунтов

6

Рис. 2.3 Изолинии глубин сезонного оттаивания песчаных грунтов

7

Рис. 2.4 Изолинии глубин сезонного оттаивания песчаных грунтов, подстилаемых глинистыми

8

Занятие № 3.

Условие задачи и состав исходных данных для решения практической задачи.

Требуется определить оптимальную высоту насыпи.

1.Район проектирования – г. Якутск.

2.Геологическое строение основания:

3.Дорога проходит по склону южной экспозиции. Крутизна склона 1:6.

4.Расчетное значение глубины сезонного оттаивания грунтов основания принять по итогам решения задачи, рассмотренной на практическом занятии № 2.

5.Железная дорога II категории по СП 119.13330.2012 «Железные дороги колеи 1520 мм».

6.Количество путей – 1.

7.Насыпь сооружается из привозного песка средней крупности.

Порядок решения задачи.

1.1 Назначение конструкции земляного полотна и балластного слоя

9

В соответствии с таблицей 5.1 СП 119.13330.2012 «Железные дороги колеи 1520 мм» ширина основной площадки земляного полотна железной дороги II категории принимается равной 6,6 м, поскольку насыпь отсыпается

устраивается, поскольку насыпь сооружается из дренирующего грунта. Крутизну откосов насыпи в первом приближении назначаем в

соответствии с табл. 5.3 СП 119.13330.2012, как для насыпи из песка средней крупности. Поскольку оптимальная высота насыпи, как правило, не превышает 6,0 м крутизну откосов насыпи принимает 1:1,5.

Конструкция балластного слоя назначается в соответствии с таблицей

6.1 СП 119.13330.2012.

Рельсы – Р65 новые термоупрочненные, шпалы – железобетонные, в соответствии с примечанием к табл. 6.1 принимаем балластную призму однослойную из щебеночного балласта, поскольку насыпь сооружается из песка средней крупности. Толщину щебня под шпалой принимаем в соответствии с СП 238.1326000.2015. Толщина балласта под подошвой железобетонной шпалы – 0,40 м, ширина плеча балластной призмы – 0,45 м, крутизна откосов балластной призмы 1:1,5.

Рассмотрим основание насыпи. Основание насыпи сложено торфом мощностью 0,25 м, суглинком мощностью 1,6 м с суммарной влажностью W = 35 %. Число пластичности суглинка = 8, влажность на границе

Всоответствии с ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» суглинки при оттаивании приобретают текучую консистенцию.

Классифицируем тип основания, сложенного многолетнемерзлыми грунтами по просадочности. Используем таблицу 3.1 (СП 238.1326000.2015), приведенную ниже.

Вданной таблице, используя данные последнего столбца устанавливаем, что основание насыпи может быть классифицировано как слабое. Величина относительной осадки > 0,1.

Тогда в соответствии с п. 6.1.11 СП 238.1326000.2015 земляное полотно следует проектировать в индивидуальном порядке, и все конструктивные решения должны быть обоснованы специальными расчетами.

Та б л и ц а 3.1 – Тип основания по просадочности из многолетнемерзлых грунтов

10